加工中心操作工教学案例.docx
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加工中心操作工教学案例
加工中心操作工教学案例
班
级:
人
数:
科
目:
实习时间：
宜宾职业技术学院
图8-4
模具零件数控铣削加工教学案例
项目九：
轮廓铣削加工
参考程序如下:
05001
N10G90G54G00X0Y0M03S500
安全高度
N30Z10
N20G00Z50.0
参考高度
N50G01Z-10F50
N60Y50
N70X50
N80Y20
N90X10
N100GOOZ50
N110G40XOYOM05
N120M30
抬刀到安全高度
取消刀具半径补偿
程序结束
【例2】加工如图9-2所示零件凸台外轮廓，毛坯为70mrK50mrK20mn长
加工工艺的确定
Q±ll
Z
<1—*
1.分析零件图样
零件轮廓由直线和圆弧组成，尺寸精度约为IT11,表面粗糙度全部为Ra3.2卩m没有形位公差项目的要求，整体加工要求不高。
2.工艺分析
1）加工方案的确定
根据图样加工要求，采用立铣刀粗铣一精铣完成。
2）确定装夹方案
该零件为单件生产，且零件外型为长方体，可选用平口虎钳装夹。
工件上表面高出钳口8mr左右。
3）确定加工工艺
加工工艺见表9-1
表9-1数控加工工序卡
数控加工工艺卡片
产品名
零件名
材料
零件图号
45钢
工序号
程序编
号
夹具名
称
夹具编
号
使用设备
车间
虎钳
丄步号
工步内容
刀具
号
主轴转
速
/（r/min
）
进给速度
/（mm/mi
n）
背吃刀
量
/mm
侧吃刀
量
/mm
备注
1
粗铣外轮廓
T01
500
120
4.8
2
精铣外轮廓
T01
600
90
5
0.3
4）进给路线的确定
在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。
为了保证表面质量，进给路线采用顺铣和圆弧进退刀方式，采用子程序对零件进行粗、
精加工，该零件进给路线如图所示。
加工路线图
5）刀具及切削参数的确定（表格）
刀具及切削参数见表。
数控加工刀具卡
数控加
工
刀具卡
片
工序号
程序编
号
产品名
称
零件名称
材料
零件图
号
45
序
号
刀具
号
刀具名称
刀具规格/mm
补偿值/mm
刀补号
备注
直径
长度
半径
长度
半径
长度
1
T01
立铣刀（3齿）
C16
实测
8.3
8
D01
D02
咼速钢
参考程序编制
1.工件坐标系的建立
为使编程方便，工件坐标系建立在左右和前后对称中心线的交点上，Z轴0
点在工件上表面。
2.基点坐标计算
3.参考程序
主程序
程序
说明
05004
主程序名
N10G90G54G00X0Y-40
建立工件坐标系，快速进给至下刀位置
A点（图5-24）
N20M03S500
启动主轴
N30Z50M08
主轴到达安全咼度，同时打开冷却液
N40Z10
接近工件
N50G01Z-4.8F120
Z向下刀
N60M98P5011D01
调用子程序粗加工零件轮廓，D01=8.3
N70G00Z50M09
Z向抬刀并关闭冷却液
N80M05
主轴停
N90G91G00Y200
丫轴工作台前移，便于测量
N100M00
程序暂停，进行测量
N110G54G90G00Y0
丫轴返回
N120M03S600
启动主轴
N130Z50M08
刀具到达安全高度并开启冷却液
N140Z10
接近工件
N150G01Z-5F90
Z向下刀
N160M98P5011D02
调用子程序零件轮廓精加工
D02=8
N170G00Z50M09
刀具到达安全咼度，并关闭冷却液
N180M05
主轴停
N190M30
主程序结束
备注：
如四个角落有残留，可手动切除。
子程序
程序
说明
N10O5011
子程序名
N20G41G01X20
建立刀具半径补偿，A-B（图5-24）
N30G03X0Y-20R20
圆弧切向切入4C
N40G01X-20Y-20
走直线C—D
N50X-30Y-10
走直线D—E
N60Y10
走直线E—F
N70G03X-20Y20R10
逆圆插补F—G
N80G01X20
走直线3H
N90G03X30Y10R10
逆圆插补H—I
N100G01Y-10
走直线1—J
N110X20Y-20
走直线J—K
N120X0
走直线K—C
N130G03X-20Y-40R20
圆弧切向切出C—L
N140G40G00X0
取消刀具半径补偿，L—A
N150M99
子程序结束
布置作业
加工如图所示零件凸台外轮廓（单件生产），毛坯为96mM80mM20mn长方块
（其余面已经加工），材料为45钢。
模具零件数控铣削加工教学案例
项目十：
型腔加工
加工图所示零件，毛坯为C50mM20mm勺圆盘（上、下面和圆柱面已加工好）,材料为45钢，单件生产。
加工工艺的确定
1.分析零件图样
该零件要求加工矩形型腔，表面粗糙度要求为Ra3.2卩m
2.工艺分析
1）加工方案的确定
根据零件的要求，型腔加工方案为：
型腔去余量一型腔轮廓粗加工一型腔轮廓精加工。
2）确定装夹方案
选三爪卡盘夹紧，使零件伸出5mm左右
3）确定加工工艺
力卩工工艺见表。
数控加工工序卡片
数控加工工艺卡片
产品名
称
零件名
称
材料
零件图号
45钢
工序号
程序编
号
夹具名
称
夹具编
号
使用设备
车间
三爪卡
盘
丄步号
工步内容
刀具
号
主轴转速
/（r/min
进给速度
/（mm/mi
背吃刀
量
/mm
侧吃刀
量
/mm
备注
1
型腔去余量
T01
）
400
n）
100
4
2
型腔轮廓粗加工
T01
400
120
4
0.7
3
型腔轮廓精加工
T01
600
60
4
0.3
4）进给路线的确定
（1）型腔去余量走刀路线
型腔去余量走刀路线如图所示。
刀具在1点螺旋下刀（螺旋半径为6mr）再从1点至2点，采用行切法去余量。
型腔去余量走刀路线图8-4中各点坐标如表8-2所示。
表8-2型腔去余量加工基点坐标
1
（-4,-7）
2
（-10,-10）
3
（10,-10）
4
（10,-3）
5
（-10,-3）
6
（-10,3）
7
（10,3）
8
（10,10）
9
（-10,10）
（2）型腔轮廓加工走刀路线
型腔轮廓加工走刀路线如图所示。
刀具在1点下刀后，再从1点一2点一3点一4点一……，采用环切法加工型腔轮廓。
型腔轮廓加工走刀路线
图中各点坐标如表所示。
型腔轮廓加工基点坐标
1
（-10，0）
2
（-10，7）
3
（-17，0）
4
（-17，-10）
5
（-10，-17）
6
（10，-17）
7
（17,-10）
8
（17,10）
9
（10，17）
10
（-10,17）
11
（-17，10）
12
（-10，-7）
5）刀具及切削参数的确定
刀具及切削参数见表8-4
数控加工刀具卡
数控加
工
刀具卡
片
工序号
程序编
号
产品名
称
零件名
称
材料
零件图号
45
序
刀具
刀具名称
刀具规格/mm
补偿值/mm
刀补号
备注
号
号
直径
长度
半
径
长
度
半
径
长
度
1
T01
立铣刀（3齿）
①12
实测
6.3
6
实
测
D01
D02
咼速钢
参考程序编制
1.工件坐标系的建立
以图示的上表面中心作为G54工件坐标系原点。
2.基点坐标计算（略）
3.参考程序（型腔加工时采用键槽铣刀直接下刀）
参考程序
程序
说明
08001
主程序名
N10G54G90G17G40G80G49G21
设置初始状态
N20G00Z50
安全高度
N30G00X-4Y-7S400M03
启动主轴，快速进给至下刀位置（点1,
见图8-4）
N40G00Z5M08
接近工件，同时打开冷却液
N50G01Z0F60
接近工件
N60G03X-4Y-7Z-1I-3
螺旋下刀
N70G03X-4Y-7Z-2I-3
N80G03X-4Y-7Z-3I-3
N90G03X-4Y-7Z-4I-3
N100G03X-4Y-7Z-4I-3
修光底部
N110G01X-10Y-10F100
1—2（见图8-4）
N120X10
2—3
N130Y-3
3—4
N140X-10
4—5
N150Y3
5—6
N160X10
6—7
N170Y10
7—8
N180X-10
8—9
N190G01X-10Y0
进给至型腔轮廓加工起点（点1,见图
8-5）
N200M98P8002D01F120
调子程序08002,粗加工型腔轮
廓,D01=6.3
N210M98P8002D02F60S600
调子程序08002,精加工型腔轮
廓,D02=6
N220G00Z50M09
Z向抬刀至安全高度，并关闭冷却液
N230M05
主轴停
N240M30
主程序结束
子程序
08002
子程序名
N10G41G01X-10Y7
1—2（见图8-5）,建立刀具半径补偿
N20G03X-17Y0R7
2—3
N30G01Y-10
3—4
N40G03X-10Y-17R7
4—5
N50G01X10
5—6
N60G03X17Y-10R7
6—7
N70G01X17Y10
7—8
N80G03X10Y17R7
8—9
N90G01X-10
9—10
N100G03X-17Y10R7
10—11
N110G01Y0
11—3
N120G03X-10Y-7R7
3—12
N120G40G00X-10Y0
12—1,取消刀具半径补偿
N130M99
子程序结束
布置作业
练习编写图所示零件（未注圆角半径为R6）的型腔加工工艺及程序。
毛坯为60mM60m材20mm勺长方块（六面已加工好），材料为45钢，单件生产。
模具零件数控铣削加工教学案例
项目十：
孔类零件加工
例1:
如图所示，
为一长方形板类零件，工件材料为45号钢，六面已加工,
试分析孔加工工艺及编写该零件的加工程序
1、零件加工工艺分析
如图所示的零件，其上共有4个孔，两个精度要求不高的©6/©12的沉头孔，可以直接钻头钻穿，后采用©12的立铣刀扩出沉孔。
©8H7的通孔要求精度较高，可以先采用©7.8的钻头先钻穿，留0.2mm的余量进行铰削加工，保证精度。
©36的沉孔为了保证孔的同轴度和表面的垂直度可以采用背镗工艺,因此该零件安排的加工工艺过程如下：
（1）为保证孔间距精度，先采用中心钻点孔。
（2）采用©6的钻头钻削两个©6孔。
（3）采用©7.8钻头钻削©8孔留余量0.2mm。
（4）采用©30钻头钻留余量2mm。
（5）扩©12沉孔。
（6）粗镗©32孔留余量0.03mm。
（7）背镗©36孔至尺寸。
（8）铰©8H7。
（9）精镗©32孔。
2、刀具及切削用量的选择
加工零件所需的刀具及其切削用量选择见表。
加工刀具及切削用量
刀
号
力卩工内
容
刀具规格
主轴转速
r/min
进给速度mm/min
刀具补偿
类型
材料
半径
长度
T1
中心钻点孔
©3mm中心钻
咼速钢
1300
80
H01
T2
钻孔
©6mm钻头
800
100
H02
T3
钻孔
©7.8钻头
600
100
H03
T4
钻孔
©30钻头
200
60
H04
T5
扩孔
©12立铣刀
600
100
H05
T6
粗镗
可调粗镗刀
硬质合
金
800
100
H06
T7
镗孔
可调背镗刀
600
50
H07
T8
铰孔
©8H7铰刀
咼速钢
200
50
H08
T9
精镗
可调精镗刀
硬质合
金
800
50
H09
3、确定编程原点位置及相关的数值计算
根据工艺分析，为方便计算与编程，如图
10.1所示，选左上角的0点为工件
坐标系原点。
4个点位的坐标如下：
A（X=15.00
Y=-15.00）
B
（X=
=15.00
Y=-45.00）
C（X=30.00
Y=-30.00）
D
（X=
=60.00
Y=-30.00）
4、参考程序
程序段
号
0100
程序名
G40G80G49；
安全设定。
G28G91Z0；
经当前点，返回换刀点。
G28X0Y0；
返回机床原点。
G54；
坐标系设定。
N1
M06T01；
换1号刀（03mm中心钻），适用无机械手盘式刀库。
M03S1300；
主轴设定。
M8；
冷却液设定。
G43G90G0Z20.H01；
下刀至横越平面，同时执行刀具长度补偿。
G99G81X15.Y-15.R3Z-4.F80；
中心钻点出A孔位。
X15.Y-45.；
点出B孔位。
X30.Y-30.；
点出C孔位。
X60.Y-30.；
点出D孔位。
G80G28G91Z0；
返回换刀点。
N2
M06T02；
换2号刀（06mm钻头）。
M03S800；
主轴设定。
G43G90G0Z20.H02；
下刀至横越平面，同时执行刀具长度补偿。
G73X15.Y-15.Z-19.Q4.F100；
断削钻方式钻削A孔。
X15.Y-45.；
断削钻方式钻削B孔。
G80G28G91Z0；
返回换刀点。
N3
M06T03；
换3号刀（07.8钻头）。
M03S600；
主轴设定。
G43G90GOZ20.H03;
G73X30.Y-30.Z-19.Q4.F100;
断削钻方式钻削C孔。
G80G28G91Z0;
M5;
主轴停。
M9;
冷却液停
M1;
选择性暂停，测量尺寸，保证余量。
（试
件时使用）
N4
M06T04;
换4号刀（030钻头）。
M03S200;
M8;
冷却液设定。
G43G90G0Z20.H04;
G73X60.Y-30.Z-19.Q4.F60;
断削钻方式钻削D孔。
G80G28G91Z0;
N5
M06T05;
换5号刀（012立铳刀）。
M03S600;
G43G90G0Z20.H05;
G81X15.Y-15.Z-19.F100;
铳削沉孔A。
X15.Y-45.;
铳削沉孔B。
G80G28G91Z0;
N6
M06T06;
换6号刀（可调粗镗刀）。
M03S800;
G43G90G0Z20.H06;
G86X60.Y-30.R3.Z-17.F100;
镗032孔留0.02mm余量。
G80G28G91Z0;
M5;
M9;
M1;
选择性暂停，调整余量。
（试件时使用）
N7
M06T07;
换7号刀（可调背镗刀）。
M03S600;
M8；
冷却液设定。
G43G90GOZ20.H07；
G87X60.Y-30.R-18.Z-12.Q2.F50；
背镗036孔至尺寸。
G80G28G91Z0；
M5；
M9；
M1；
选择性暂停，控制尺寸。
（试件时使用）
N8
M06T08；
换8号刀（08H7铰刀）。
M03S200；
M8；
冷却液设定。
G43G90GOZ20.H08；
G85X30.Y-30.R3.Z-19.F50；
铰08H7孔。
G80G28G91ZO；
M5；
M9；
M1
N9
M06T09；
换9号刀（可调精镗刀）。
M03S800；
M8；
冷却液设定。
G43G90G0Z20.H09；
G76X60.Y-30.R3.Z-17.Q2.F50；
精镗032孔至尺寸。
G80G28G91Z0；
M30；
程序结束，光标返回程序头。
5、加工注意事项
（1）装夹镗刀杆时，要注意首先使用M19控制好准定方位，另外，注意系统内设的退刀方向。
（2）在首件加工要按下选择性暂停按钮，调整好刀具，控制精度。
模具零件数控铣削加工教学案例
项目十二：
旋转类零件数控铣削加工
引题：
让同学们观察几幅图，看看与前面所练习的图形有什么不同（分析图
形），联系学生们学过的绘图软件CAD或CAXA中学习的旋转绘图指令，弓I出本
节课的学习内容一一运用旋转指令编程。
在数铣、加工中心中，对于一些复杂图形，尤其是点坐标计算较麻烦、较困难的图形，我们常采用一些特殊功能的指令（如旋转、镜像、极坐标等）来编程，这样可以简化程序、减少编程时间、提高加工效率。
像这样具有确定的旋转角度或均匀分布的图形，我们都可以采用旋转指令来编程。
一、相关知识
与旋转有关的两个名词：
（如图所示）
1、旋转中心
2、旋转角度
旋转指令的格式
格式：
G17G68X__Y__R一
G69;
说明：
1、G68:
建立旋转；G69:
取消旋转；
2、X、Y:
旋转中心的坐标值；
3、R:
旋转角度，单位是（°）,04、G68、G69为模态指令，可相互注销，G69为缺省值。
思考：
你们能不能写出G18、G19平面的格式？
三、旋转指令的应用
应用一：
常用于多个相同图形按固定角度旋转的零件，采用调用子程序的方式
来编程。
实例1:
使用旋转指令编制如图所示轮廓的加工程序：
设刀具起点距工件上表面100mm，切削深度5mm
分析：
将第一个图形逆时针旋转，角度依次是45度、90度。
G17G90G54G0X0Y0M03
Z5.;X0Y0
M98
P100；
加工①
G41
X20.Y-10.D01；
G68
X0Y0
R45；
旋转
G01
Z-5.
F50；
45°
Y0
F100
M98
P100；
加工②
G02
X40.
Y0R10.；
G68
X0Y0
R90;旋转
90°
X30.
Y0R5.；
M98
P100；
加工③
G03
X20.
Y0R5.；
G69
取消旋转
G01
Y-6.
G00
Z100；
G00
Z10.
M05；
G40
X0
Y0；
M99;
0100；（子程序（①的加工
程序））
M30;
总结：
1、在使用旋转指令编程时，有刀具补偿的情况下，应先旋转坐标系再建立补
2、主程序中调用子程序的起始点为选转点，子程序的终止点也转点；
3、刀具的补偿功能只能放在子程序中；
课堂训练：
练习一：
如图所示，试用旋转指令编写加工程序，切削深度5mm
分析：
1、选择右端水平放置的凹槽作为子程序，将其逆时针旋转，角度依次是60°、120°、180°、240°、300
00002;（主程序）
G17G90G54G0X40Y0M03S1000
G43Z100H02;
Z5.;
M98P200;
G68
X0Y0
R60.0;
0200;
（子程序）
M98
P200;
X40Y0
7
G68
X0Y0
R120.0;
G41
X40.
Y4.D02;
M98
P200;
G01
Z-5.
F50;
G68
X0Y0
R180.0;
X15.
F100;
M98
P200;
G03
X15.
Y-4.R4.;
G68
X0Y0
R240.0;
G01
X40.;
M98
P200;
G00
Z10.
G68
X0Y0
R300.0;
G40
X40.
Y0;
M98
P200;
M99;
G69;
G00Z100.;
M05;
M30;
应用二：
该指令常用于编程图形具有旋转中心和某一固定角度的场合。
实例2、如图所示旋转类零件，毛坯尺寸为
升级会员 